数控夹具

数 控 刀 具 的 材 料
数控刀具的失效形式及可靠性
刀具失效
在切削过程中，刀具磨损刀一定程度，刀 在切削过程中，刀具磨损刀一定程度， 刃崩刃或破损，刀刃卷刃（塑变）时，刀 刃崩刃或破损，刀刃卷刃（塑变） 具丧失其切削能力或无法保证加工质量。 具丧失其切削能力或无法保证加工质量。
刀具可靠性分析
刀具可靠性 在规定的切削条件和时间内完成额定工作的能力（具 在规定的切削条件和时间内完成额定工作的能力（ 有统计特征和随机特征） 有统计特征和随机特征）
加工工艺类别
加工工件信息
刀具能承受的切 削用量
切削用量三要素，包括主轴转速、切削速度与切削深 切削用量三要素，包括主轴转速、 度。
辅助因数
如操作间断时间、振动、电力波动或突然中断等。
工具系统
由于在数控机床上要加工多种工件，并完成 由于在数控机床上要加工多种工件， 工件上多道工序的加工， 工件上多道工序的加工，因此需要使用的刀 具品种、规格和数量较多。 具品种、规格和数量较多。
为减少刀具的品种规格，有必要发展柔性 为减少刀具的品种规格， 制造系统和加工中心使用的工具系统。 制造系统和加工中心使用的工具系统。
Байду номын сангаас
车削类工具系统（整体式）
整体式工具系统组成
车削类工具系统（整体式） 车削类工具系统（整体式）
目前我国的加工中心采用TSG整体式工具系统， 整体式工具系统， 目前我国的加工中心采用 整体式工具系统 其柄部有直柄（三种规格）和锥柄（四种规格） 其柄部有直柄（三种规格）和锥柄（四种规格） 两种，共包括16种不同用途的刀柄 种不同用途的刀柄。 两种，共包括 种不同用途的刀柄。
数控刀具的材料
刀具的选择是根据零件的材料种类、硬度、以 刀具的选择是根据零件的材料种类、硬度、以 及加工表面粗糙度要求和加工余量的已知条件来决定 刀片的几何结构（如刀尖圆角）、进合量、切削速度 和刀片牌号。
数控刀具的材料
W系高速钢 高速钢 Mo系高速钢 Mo系高速钢 钨钴类 硬质合金 钨钛钴类 钨钛钽（铌）钴类 钨钛钽（ 纯氧化铝类（白色陶瓷） 纯氧化铝类（白色陶瓷） 陶瓷 TiC添加类（黑色陶瓷） TiC添加类（黑色陶瓷） 添加类 立方碳化硼 聚晶金刚石
粗基准的选择原则
粗基准的选择
粗基准的选择原则
粗基准的选择
辅助基准的选择原则
辅助基准
为装夹方便或实现基准统一，人 为装夹方便或实现基准统一， 为制造的一种定位基准。 为制造的一种定位基准。
辅助基准的选择原则
工艺凸台
常用定位元件及定位方式
以平面 定位 支承钉 支承板
辅助支承 以外圆柱 面定位 以圆柱孔定位
精基准的选择原则
精基准的选择
精基准的选择原则
精基准的选择
粗基准的选择原则
应保证各加工面有足够的余量，并尽快获得精基面。 应保证各加工面有足够的余量，并尽快获得精基面。 若要求保证某重要表面加工余量均匀，选该表面为粗基 若要求保证某重要表面加工余量均匀， 准。 若要求保证加工面与不加工面间的位置，选不加工表面 若要求保证加工面与不加工面间的位置， 为粗基准。 为粗基准。 粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次。 粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次。 粗基准表面，应平整光洁。 粗基准表面，应平整光洁。
数控刀具的种类
按结构来分
整体式
镶嵌式
内冷式
减振式
机夹可转位式
数控刀具的种类
按加工 工艺来分
车刀
钻刀 钻头） （钻头）
镗刀
铣刀
数控刀具的要求与特点
刀具，尤其是刀片的选择是保证加工 质量提高加工效率的重要环节。
数控刀具的要求与特点
要有高的切削效率 要有高的精度和重复定位精度 要有高的可靠性和耐用度 实现刀具尺寸的预调和快速换刀 具有完善的模块式工具系统 建立完备的刀具管理系统 要有在线监控及尺寸补偿系统
浮动支承
圆柱销 V型块
各种心轴
定位套
定位误差的概念
定位误差 指一批工件在夹具中的位置不一致而引起的误 表示。 差。用△D表示。
误差产生原因：基准不重合误差△B 误差产生原因：基准不重合误差△B与 基准位移误差△Y。 基准位移误差△Y
刀具耐用度
在规定的条件和时间内完成额定工作的概率 R（t）+F(t)=1
可靠耐用度
指刀具能达到规定的可靠度r时的耐用度， 指刀具能达到规定的可靠度r时的耐用度，即 R(tr)=r 则tr=R¯ ¹(t)
数控刀具的选择
刀具的选择是数控加工工艺中重要内容之一。 刀具的选择是数控加工工艺中重要内容之一。选 择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、 择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件 材料等因素。选取刀具时， 材料等因素。选取刀具时，要使刀具的尺寸和形状相 适应。 适应。
数控刀具的选择
刀具选择应考虑的主要因素有：
被加工工件的材 料、性能 如金属、非金属，其硬度、刚度、塑性、 如金属、非金属，其硬度、刚度、塑性、韧性及耐磨性 等。 车削、钻削、铣削、镗削或粗加工、半精加工、精加 车削、钻削、铣削、镗削或粗加工、半精加工、 工和超精加工等。 工和超精加工等。 工件的几何形状、加工余量、零件的技术经济指标。 工件的几何形状、加工余量、零件的技术经济指标。
基准重合原则 选用设计基准作为定位基准。 选用设计基准作为定位基准。
基准统一原则
采用同一组基准定位加工零件上尽可能多的表 面。
自为基准原则
选择加工表面本身作为定位基准。 选择加工表面本身作为定位基准。
互为基准原则
工件上两个相互位置要求很高的表面加工时， 工件上两个相互位置要求很高的表面加工时， 互相作为基准 为基准。 互相作为基准。
工件的安装
定位 工件安装的 内容 夹紧
使工件相对于机床及刀具处于正确的位 置 工件定位后，将工件紧固， 工件定位后，将工件紧固，使工件在加 工过程中不发生位置变化
找正安装 安装的方 法 专用夹具安装
夹具的分类
按用途分类
通 用 夹 具
通 用 可 调 夹 具
专 用 夹 具
组 合 夹 具
成 组 夹 具
夹具的组成与作用
定位元件、夹紧装置、联接元件、对刀或导向 定位元件、夹紧装置、联接元件、 元件、其它装置、夹具体。 元件、其它装置、夹具体。
组成
作用
作用：保证加工精度，提高生产率，扩大机床 作用：保证加工精度，提高生产率， 工艺范围，减轻工人劳动强度。 工艺范围，减轻工人劳动强度。
夹具的组成与作用
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常见的刀具库
可装24把刀的有臂式 可装24把刀的有臂式ATC刀具库 把刀的有臂式ATC刀具库
常见的刀具库
可装32把刀的有臂式刀具库 可装32把刀的有臂式刀具库
常见的刀具库
可装60把刀的刀具库 可装60把刀的刀具库
第2 节
教学目的： 教学目的：
数控夹具
掌握夹具的分类、组成和作用，了解各典 掌握夹具的分类、组成和作用， 型夹具的结构和功能。 型夹具的结构和功能。
设计基准
零件图上用以确定其它点、线、面位置的基准。 零件图上用以确定其它点、 面位置的基准。
工艺基准
零件加工、测量和装配过程中使用的基准。分为 零件加工、测量和装配过程中使用的基准。 定位基准、工序基准、测量基准和装配基准。 定位基准、工序基准、测量基准和装配基准。
精基准的选择原则
应保证加工精度和工件安装方便可靠。 应保证加工精度和工件安装方便可靠。
拼 拆 式 夹 具
夹具的分类
按动力源分类
手 动 夹 具
气 动 夹 具
液 压 夹 具
气 液 增 压 夹 具
电 动 夹 具
磁 力 夹 具
真 空 夹 具
离 心 力 夹 具
其 它
夹具的分类
按使用机床分类
车 床 夹 具
铣 床 夹 具
钻 床 夹 具
镗 床 夹 具
磨 床 夹 具
齿 轮 机 床 夹 具
其 它 机 床 夹 具
铣镗类工具系统（模块式） 铣镗类工具系统（模块式）
模块式工具系统组成
铣镗类工具系统（模块式） 铣镗类工具系统（模块式）
TMG21工具系统 TMG21工具系统
常见的刀具库
可装20把刀的无臂式 可装20把刀的无臂式ATC刀具库 把刀的无臂式ATC刀具库 ATC刀具库自动换刀系统 刀具库自动换刀系统
1-夹具体 2-液压缸 3-压板 4-对刀块 5-V形架 6-圆柱销 7-定向键
新型数控夹具与组合夹具
新型数控夹具体
新型数控夹具与组合夹具
夹具体元件
新型数控夹具与组合夹具
孔系组合夹具
新型数控夹具与组合夹具
槽系组合夹具
定位基准的选择原则
基准
零件上用以确定其它点、线、面位置所依据的那些 零件上用以确定其它点、 点、线、面。
数控刀具的要求与特点
数控车床能兼作粗精车削，因此粗车时，要迁强度高、耐 数控车床能兼作粗精车削，因此粗车时，要迁强度高、 用度好的刀具，以便满足粗车时大背吃刀量、 用度好的刀具，以便满足粗车时大背吃刀量、大进给量的 要求。精车时，要选精度高、耐用度好的刀具， 要求。精车时，要选精度高、耐用度好的刀具，以保证加 工精度的要求。 工精度的要求。 此外，为减少换刀时间和方便对刀，应尽可能采用机夹刀和机 夹刀片。夹紧刀片的方式要选择得比较合理，刀片最好选择涂 层硬质合金刀片。目前，数控车床用得最普遍的是硬质合金刀 具和高速钢刀具两种。
1.3 数控刀具及夹具
第1节 数控刀具 节 数控刀具 第2节 数控夹具 节
第1 节
教学目的： 教学目的：
数控刀具
了解数控刀具的种类、要求与特点，明确数 了解数控刀具的种类、要求与特点， 控刀具材料对加工的影响， 控刀具材料对加工的影响，掌握刀具的失效形式和 可靠度分析， 可靠度分析，以及依据加工环境正确选择和使用加 工刀具的方法。 工刀具的方法。